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2024-第02周 预习、实验与作业：Java基础语法2、面向对象入门

时间：2024-09-10 10:52:33浏览次数：14  
标签：02 初始化 Java int 2024 对象 数组 字符串 属性

课前问题列表

1.方法相关问题

public class Main {
    static void changeStr(String x) {
        x = "xyz";
    }
    static void changeArr(String[] strs) {
        for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
            strs[i] = strs[i]+""+i;
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {    
        String x = "abc";
        changeStr(x);
        System.out.println(x);
        changeArr(args);
        System.out.println(Arrays.toString(args));
    }
}

对于如上代码：

1.1 changeStr与changeArr的功能各是什么？

1.2 main方法的x有没有被改变？为什么？

1.3 main方法的args数组的内容有没有被改变？为什么？

1.4 args数组中的值是从哪里来的？要怎么才能给他赋值

1.1

  • changeStr 方法的功能是尝试改变传入的字符串 x 的值为 "xyz"。然而，由于 Java 中字符串是不可变的（immutable），这个操作实际上不会改变原字符串 x 的值，而是让局部变量 x 指向了一个新的字符串对象 "xyz"。但这个改变不会影响  main 中的 x 的值。
  • changeArr 方法的功能是遍历传入的字符串数组 strs，并将每个字符串元素与它的索引（转换为字符串）拼接起来。这个操作会修改数组中的每个元素，因此会影响传入的数组本身。

 1.2

  • main方法的x没有被改变。 changeStr(x) 方法试图将 x 的值更改为 "xyz"，但由于 Java 字符串的不可变性，这个改变仅作用于方法内部的局部变量 x，而不影响 main 方法中原始变量 x 的值。

1.3

  • main 方法中的 args 数组的内容被改变了。因为 args 是一个对象（字符串数组），当它被传递给 changeArr(args) 方法时，传递的是数组对象的引用。在 changeArr 方法内部，通过数组引用对数组元素进行的修改会反映到原始数组上。 

1.4 

  • args数组中的值 是从命令行参数中来的。当你从命令行运行 Java 程序时，可以指定一系列的参数，这些参数会被 Java 运行时系统作为字符串数组传递给程序的 main 方法的 args 参数。

  • 给args赋值：不能直接在 Java 代码中给 args 赋值，因为它是 main 方法的参数，由 Java 运行时系统在程序启动时提供。但是可以在 main 方法内部创建和修改新的字符串数组，并使用这些数组来模拟或处理 args 数组的内容。

  • 例如，需要在程序中模拟命令行参数，可以这样：

    public static void main(String[] args) {  
    // 假设我们想模拟命令行参数  
    String[] simulatedArgs = {"arg1", "arg2", "arg3"};  
      
    // 可以使用 simulatedArgs 代替 args 进行操作  
    changeArr(simulatedArgs);  
    System.out.println(Arrays.toString(simulatedArgs));  
}

    这样可以在不需要实际从命令行接收参数的情况下，测试和处理类似 args 的数组。

2. 数组相关问题

对于如下程序：

int[] arr = new int[3];
arr[0] = 1; arr[1] = 1;
int[] arrX = arr;
arr[0] = 2;
System.out.println(Arrays.toString(arr));
System.out.println(Arrays.toString(arrX));

 2.1 这段程序输出结果是什么？为什么？

输出结果：

[2, 1, 0]  
[2, 1, 0]

为什么：

  • int[] arr = new int[3]; 创建了一个长度为3的整型数组，初始时所有元素被自动初始化为0。
  • arr[0] = 1; arr[1] = 1; 将数组的第一个和第二个元素分别设置为1。
  • int[] arrX = arr; 这行代码并没有创建数组的副本，而是让arrX和arr指向同一个数组对象。因此，arrX和arr是同一个数组的两个引用。
  • arr[0] = 2; 修改了数组的第一个元素为2。由于arrX和arr指向同一个数组，这个修改也会反映在arrX上。
  • System.out.println(Arrays.toString(arr)); 和 System.out.println(Arrays.toString(arrX)); 输出的是同一个数组的内容，所以两者输出的结果一样。数组的第三个元素没有被显式设置，所以它保持其初始值0。
String[] strArr = {"aa","bb","cc"};
strArr[1] = "xx";
System.out.println(Arrays.toString(strArr));

 2.2 字符串是不可变类，为什么可以对strArr[1]赋值"xx"？

输出结果：

[aa, xx, cc]

为什么：

  • 字符串在Java中是不可变的（immutable），这意味着一旦字符串对象被创建，其内容（字符序列）就不能被改变。然而这并不影响数组本身的可变性。在上面的例子中，strArr 是一个字符串数组，不是字符串对象本身。
  • 当执行 strArr[1] = "xx"; 时，并没有改变 strArr[1] 原来的字符串对象（即 "bb"），而是让 strArr[1] 引用了一个新的字符串对象 "xx"。数组 strArr 仍然是一个可变对象，它可以持有对任何字符串对象的引用，包括在程序执行过程中新创建的字符串对象。
  • 字符串是不可变的，但字符串数组（或任何对象数组）是可变的，我们可以更改数组中元素的引用，即使这些元素本身是不可变的对象。

 

3.使用int[5][]定义一个二维数组，其第二维到底有多长？尝试补全代码，然后使用foreach获其他循环方法遍历这个二维数组？

  • 在Java中，当使用int[5][]定义一个二维数组时，实际上是在创建一个一维数组，其元素类型是int[]（即整型数组）。这个一维数组的长度是5，意味着它可以存储5个整型数组（第二维）。但是，这些第二维数组（即每个int[]）的长度在初始时是不确定的，并且每个第二维数组的长度可以独立设置。

补全代码：

public class Main {  
    public static void main(String[] args) {  
        int[][] twoDArray = new int[5][];  
 
        twoDArray[0] = new int[2]; // 第一行长度为2  
        twoDArray[1] = new int[3]; // 第二行长度为3  
        twoDArray[2] = new int[1]; // 第三行长度为1  
        twoDArray[3] = new int[4]; // 第四行长度为4  
        twoDArray[4] = new int[5]; // 第五行长度为5  
   
        for (int i = 0; i < twoDArray.length; i++) { // 遍历第一维  
            for (int j = 0; j < twoDArray[i].length; j++) { // 遍历第二维  
                twoDArray[i][j] = i * j; // 给每个元素赋值  
                System.out.print(twoDArray[i][j] + " "); 
            }  
            System.out.println();
        }  
  
        // 使用foreach循环遍历二维数组  
        for (int[] row : twoDArray) { // 遍历第一维  
            for (int val : row) { // 遍历当前行的每个元素  
                System.out.print(val + " ");  
            }  
            System.out.println();  
        }  
    }  
}
  • 在这个例子中，我首先创建了一个int[5][]类型的二维数组twoDArray，然后分别为它的每个第二维数组分配了不同的长度，并使用嵌套的for循环来遍历和初始化这个二维数组。之后，我展示了两种遍历这个二维数组的方法：一种是使用嵌套的for循环，另一种是使用嵌套的foreach循环（注意foreach不能直接用于二维数组的第二维，所以需要先用foreach遍历第一维，然后在内部使用另一个foreach遍历当前行的每个元素）。

 

4.类与对象的区别是什么？ Math类有对象吗？String类有什么属性是private的，有什么方法是public的，为什么这样设计(尝试举两例说明)？

类与对象的区别:

  • 类（Class） 是对一组具有相同属性和行为的对象的抽象描述。它定义了一个对象的模板或蓝图，指定了对象可以拥有的属性和行为（即方法和属性）。类是一种引用数据类型，用于创建对象。
  • 对象（Object） 是根据类创建的实例。每个对象都有自己独立的属性（成员变量）和行为的特定值（成员方法）。对象可以看作是类的具体表现。

Math类有对象吗？ 

  • Math类没有对象。Math类是一个包含用于执行基本数学运算的方法的类，如指数、对数、平方根、三角函数等。Math类中的方法都是静态的（static），这意味着可以直接通过类名调用它们，而无需创建Math类的对象。例如，Math.abs(-10)用于计算-10的绝对值，这里并没有创建Math类的实例。

String类的私有属性和公有方法 :

  • String类的私有属性（通常包括用于存储字符序列的内部数据结构）对外部是不可见的。这些私有属性确保了String对象的封装性，即隐藏了对象的内部表示，仅通过公共接口与外界交互。
  • String类的公有方法（例如length(), charAt(int index), substring(int beginIndex, int endIndex), equals(Object anObject), toLowerCase(), toUpperCase()等）允许我们访问和操作String对象。这些公有方法的设计目的是为了提供字符串处理的功能，同时保护String对象的内部状态不被随意修改（因为String对象是不可变的）。

为什么这样设计？ 

私有属性的设计原因：

  1. 封装：隐藏对象的内部状态，仅通过公共接口与外界交互，增强了数据的安全性和类的模块化。
  2. 灵活性：私有属性允许类内部实现细节的改变，而不需要修改使用类的代码。

公有方法的设计原因：

  1. 易用性：提供明确、一致的接口，使得其他类可以方便地调用String对象的功能。
  2. 安全性：通过控制对对象状态的访问，可以防止不恰当的修改，特别是在String对象为不可变类型时。

例子：

  1. length()方法：这是一个公有方法，用于获取字符串的长度。它是public的，因为这是一个常用的操作，而且字符串的长度是外部需要知道的信息。
  2. charAt(int index)方法：这也是一个公有方法，用于获取字符串指定位置的字符。它同样是public的，因为访问字符串中的特定字符是常见的需求。

这些公有方法的设计使得String类非常灵活和强大，同时保持了其内部状态的安全性和一致性。

 

5.将类的属性设置为public可以方便其他类访问，但为什么Java中普遍使用setter/getter模式对对象的属性进行访问呢？这与封装性又有什么关系？

  • 在Java中，尽管将类的属性设置为public可以方便其他类直接访问，但这种做法并不被推荐，主要原因与封装性（Encapsulation）紧密相关。封装性是面向对象编程（OOP）的一个核心概念，它要求将对象的状态信息（即属性）隐藏在对象内部，不允许外部直接访问，而是通过公共的接口（即方法）来对对象的状态进行查询和修改。
  • 使用setter/getter模式（也称为访问器（Accessor）和修改器（Mutator）方法）对对象的属性进行访问，正是为了实现封装性的一个重要手段。

主要原因：

  1. 隐藏内部实现：通过将属性设置为private，类的内部实现被隐藏起来，这样即使类的内部结构发生变化（例如，更换存储属性的数据结构），只要保持setter/getter方法的签名不变，就不会影响到使用这个类的其他代码。这提高了类的可维护性和可扩展性。

  2. 控制访问：setter/getter方法允许在属性被访问或修改时加入额外的逻辑。例如，可以在setter方法中加入验证逻辑，以确保属性值的有效性；在getter方法中，可以基于某些条件返回不同的结果或计算值。这种控制访问的能力是public属性所无法提供的。

  3. 灵活性：随着软件的发展，对类属性的访问需求可能会发生变化。如果属性是public的，那么改变访问方式可能会影响到很多使用这个属性的代码。而如果使用setter/getter方法，则可以通过修改方法实现来改变访问逻辑，而无需修改使用这个类的其他代码。

  4. 数据安全性：通过setter/getter方法可以保护对象的状态不被非法修改。例如，可以确保某些属性在对象创建后就不能被修改（只需不提供setter方法即可），或者确保属性值始终满足特定的约束条件（在setter方法中加入验证逻辑）。

综上所述，使用setter/getter模式对对象的属性进行访问，是Java中实现封装性的一个重要手段。它不仅提高了类的可维护性、可扩展性和灵活性，还增强了数据的安全性。因此，在Java中普遍推荐使用setter/getter模式来访问对象的属性。

 

6.对象的属性可在什么时候进行初始化？都有哪些进行初始化的办法？

声明时初始化

  • 在类的成员变量声明时直接初始化。这种方式在对象创建之前就已经确定了属性的初始值，但这是在类加载到JVM时发生的，而不是在对象创建时。
public class MyClass {  
    private int myNumber = 42; // 声明时初始化  
}

构造方法中初始化

  • 在构造方法（Constructor）中初始化对象的属性。这是最常见的初始化方式之一，因为它允许在创建对象时根据需要设置不同的初始值。
public class MyClass {  
    private int myNumber;  
  
    public MyClass() {  
        myNumber = 0; // 无参构造方法初始化  
    }  
  
    public MyClass(int number) {  
        myNumber = number; // 带参构造方法初始化  
    }  
}

初始化块中初始化

  • Java允许在类中定义初始化块（Initialization Blocks），这些块在构造方法执行之前执行，并且每次创建对象时都会执行。初始化块可以是静态的（static）或非静态的。静态初始化块用于初始化静态变量，而非静态初始化块用于初始化实例变量。
public class MyClass {  
    private int myNumber;  
  
    {  
        // 非静态初始化块  
        myNumber = 10;  
    }  
  
    static {  
        // 静态初始化块，用于静态变量  
        // 这里通常不用于实例变量的初始化  
    }  
}

 

通过setter方法初始化

  • 在对象创建之后，通过调用对象的setter方法来设置属性的值。这种方式提供了更大的灵活性，允许在对象创建后的任何时间修改属性值。
public class MyClass {  
    private int myNumber;  
  
    // setter方法  
    public void setMyNumber(int number) {  
        myNumber = number;  
    }  
}  
  
// 使用  
MyClass obj = new MyClass();  
obj.setMyNumber(20); // 通过setter方法初始化

 

标签：02,初始化,Java,int,2024,对象,数组,字符串,属性
From： https://blog.csdn.net/2301_79959806/article/details/142089983

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